高速数据采集卡在超声领域的最新解决方案
高速数据采集卡的信号处理功能
高速数据采集卡的信号处理功能高速数据采集卡的信号处理高速数据采集卡可以实现精确的，高分辨率的数据采集，并传输到主机上。
在高速数据采集卡和主机上的应用信号处理函数，可以对获取信号进行增强处理，或者通过简单测量抽取最有用的信息。
现代高速数据采集卡支持软件，像坤驰科技公司代理的Spectrum的Sbench6 和很多第三方程序，吸收了很多信号处理的功能。
这其中包括波形运算，积分，boxcar平均，快速傅里叶变换FFT，前置滤波功能，和直方图。
这个应用笔记将研究所有这些功能并且提供这些工具均有应用的典型的范例。
模拟计算（波形运算）模拟计算包括对获取波形的加法，减法，乘法和除法。
在数据上应用这些函数是为了提高信号的质量，或者导出备选函数。
举一个例子就是用减法将差分组件和一个差动波形结合产生的共模噪声和收集的减少的值。
另一个例子是用电流和电压波形的乘积来计算瞬时功率。
在样品波形上通过样品基础应用每一个算术函数。
这是假设连结起来的波形都有相同的记录长度。
图表1显示了使用软件为模拟计算所做的相关配置。
在需要的信号源通道上右击会弹出选择框。
选择“计算”会打开计算的选择栏，信号计算，信号转换，和信号平均。
信号计算的一种选择可提供路径到傅里叶变换，直方图，滤波和其它的一些功能。
如果选择模拟计算，计算对话框就会弹出以允许对所需要的运算算法进行设置。
在这个例子中，两个输入信号被相加。
其他的一些选项如减法，加法和除法。
类似的选择路径能够引出其他的一些可讨论的信号处理函数。
第一个应用波形算法解决实际问题的例子就是从另一个信号里面减掉另一个信号成分来估计差分信号。
如图标2所示。
差分信号通常被用来提高信号的完整性。
表2中例子里一个1MHZ的时钟信号中“P”和“N”成分（在右手边面板里显示的）是用减法来运算结合起来的。
所产生的差分信号在左边网格里显示。
左侧中心的信息面板用参数来测量峰峰值和每种波形的平均值。
要注意差分信号有两倍的峰峰值幅度和一个接近零的平均值。
DSP和USB技术在超声波探伤中的应用
播时， 传播能量损耗小 ， 传播距离大， 穿透能力强， 系统主要由 ４ 部分组成信 号放大电路、 模数 这些优点都是其它探伤手段无法比拟的日 。 转换（ Ｄ 电路、 Ａ ） ／ 数据缓存（ Ｆ ） 、 Ｆ ０电路 数字信号处 Ｉ ２ Ｄ Ｐ和 Ｕ Ｂ技术在超声波探伤中的应用 Ｎ（Ｓ） 路。硬件框图如图 １ Ｓ Ｓ Ｄ Ｐ０ ￣ 所示。 前景 随着超声无损探伤技术的飞速发展 ， 传统的 超声波探伤装置在性能方面 ，己不能满足无损探 伤发展的要求。 特别是在装置的前置采样单元中， 由于受 到传统设备作为运算和控制核心的单 片 机， 在数据处理能力方面的限制 ， 其数据采样频率 图 １ 系统 硬 件 框 图 和精度无法大幅度提高 ， 装置的启动算法以及采 样数据实时处理方面，也无法进一步运用各种新 超声波脉冲激励电路每隔一段时间就会激 型的数字信号处理方法，来全面的提高和完善装 励超声波探头， 使之发射一组脉冲信号。 超声波信 置的性能。 而数字信号处理芯片（Ｓ） Ｄ Ｐ 作为一种为 号在试件内传播， ， 分别在上 、 下表面分别发生多次 达到快速数学运算而特殊设计的新型微处理器， 反射， 形成一系列有规律的衰减脉冲信号。 当试件 具有相当强大的数据处理能力 。它以其 决速的指 内部具有缺陷时， 也会在缺陷面发生反射而形成 令周期、 哈佛结构 、 流水操作 、 专用的乘法器、 特殊 的缺陷波。由于缺陷的反射以及散射增加了声能 的ＤＰ Ｓ 指令 ， 及集成电路上的优化谢 十 使之在 的损耗 ， 以 ， 缺陷的 存在也破坏了底波的衰减规律。 因 相同的主频下 ， 甚至要比目 前最先进的个人计算 此，底面回波次数减少且幅值会明显下降甚至消 机决 ｌ 倍￣ ０ 另外 ， Ｓ 可以不再单纯用作数 失 。 ０ ５ 倍。 ＤＰ 据采集， 它还同时能肩负以往主 Ｃ Ｕ完成的主要 Ｐ 超声波传感器检测到的回波信号， 经过放大 运算和控制功能。因此 Ｄ Ｐ Ｓ 技术与高速 Ａ ／ 及 后传送给模数转换部分（Ｄ， Ｄ以 Ａ） ／ 转换后的数字信号 现代计算机技术的结合，将可 以 进一步提高和完 经过一级缓存， 被传送给数字信号处理器（Ｓ ） Ｄ Ｐ。 为 善对实时要求很高的装置。因此 Ｄ Ｐ技术在超声 了解决 ＡＤ与 Ｄ Ｐ Ｓ ／ Ｓ 传输数据时序不同步的问题， 波无损探伤中具有广泛的应用前景日 。通用串行总 在 ＡＤ和 Ｄ Ｐ之间加 了一级缓存 （ＩＯ。经过 ／ Ｓ ＦＦ ） 线（ｎｖｒａ ｅｉ Ｂ ｓ Ｓ ） Ｕ ｉｅｓｌ ｒ ｕＵ Ｂ， Ｓ ａ ｌ 是—种快速、 灵活的总 Ｄ Ｐ Ｓ 处理后的数据由 Ｕ Ｂ 口 Ｓ 接 传送给主机， 主机 线接 口 与其它通信接 口比 ，Ｓ 接 口的最大特 。 较 ＵＢ 点是易于使用， 这也是 Ｕ Ｂ Ｓ 的主要设计目 作为 标。 ４结 论 种高速总线接口，Ｓ 适用于多种设备。 ＵＢ 易于使 国际上对超声波检测数字化技术 的研究非 用还表现在 ＵＳ Ｂ接口支持热插拔 ， 并且所有的配 常重视。因此 ， 开展该项技术的研究 ， 如何把高速 置过程都由系统 自 动完成， 无需用户干预。 数据传 Ａ ／ Ｄ技术 、 大容量缓 冲技术 以 及信号的处理 、 分析 输速率高是 Ｕ Ｂ接口的另一特 。Ｕ Ｂ接 口支持 和成像技术进行开发和研究 ，并应用到超声波检 Ｓ Ｓ ｌＭ ， 氐 、２ ｂ（ 和高速 ４０ ／的数据 测的工程需要上去 ， ５ ｂ“ 速） Ｍ ／￣速） ｓ １ ｓ ８Ｍｓ 是一项具有现实意义的课题， 传输速率 ， 扣除用于总线状态、 控制和错误监测等 它可提高我国无损检测技术水平，跟上世界先进 的数据传输， Ｓ 最大理论传输速率仍达 １ Ｍ 的现代工业检测技术步伐，使我国超声波检测水 Ｕ Ｂ的 ２ ／ ｓ ９Ｍｓ 或 ． ／ 远高于一般的串行总线接 口。纵观国 平上—个台阶。 ６ ， 参考 文献 内的传统超声波探伤仪与上位机通讯的方式有串 口 和并 口的 微机通讯方式。 在通讯速度 、 容错型与 【】 １ 刘镇清， 刘晓． 超声无损检测的若干新进展明． 无 稳定性、 实现成本等方面相比，Ｓ Ｕ Ｂ接口更胜一筹 损 检 测 ，０ ０２（： ３４ ５ ２ ０ ．２ ）０ － ０． ９４ Ｈ Ｉ 中国 ２ Ｉ 机械工程学会无损检测分会． 超声波 检测 ３应用 Ｄ Ｐ和 Ｕ Ｂ的系统总体设计 Ｓ Ｓ Ｉ ． 京： 械工 业 出版 社 ，０ ４ Ｍ］ 北 机 ２０． 向 性好 ， 由于超声波频率高 ， 波长短 ， 在无损探伤 传统的数据采集卡由于不是针对于超声探 ｆ王鑫， ， ３ １ 陈健 傅丰林． 数据采集系统应用的高速并 中使用的超声波波长通常为毫米数量级 ， 使超声 伤设计的 ， 因此只能实现对信号采集， 而无法做到 行 ＡＤ转换 器叨＿ ／ 电子产 品世界 ，０ ３８ ９ ５． ２０ ，Ａ － ３ 张俊 ． 于 Ｄ Ｐ的 Ｕ Ｂ ． 口技 术研 究 ： 士 基 Ｓ Ｓ２ ０接 （ 硕 波有良好的方向 ， 性 可以定向发射超 声波能量高， 实时处理。 而在超声波探伤时， 对被测物检测到的 超声波探伤时频率远高于声波， 而能量庐 强） 大量的信 息 是与 都是无伤的回波信息，而我们往往最 学位论文 ． 华中科技大学，０ ４１． 武汉： ２ ０ ，１ 频率的平方成正比的 因此超声波的能量远大于 关｜ 的是缺陷回波信号，它包含了大量的关于缺 声波超 声波能在界面上产生反射 ， 折射和波形转 陷位置和当 量信息。 因此， 针对于超声波探伤的数 换； 超声波穿透能力强 ， 超声波在大多数介质中传 据采集卡就要求必须具备实时的数据处理能力。
超声波信号处理及应用研究
超声波信号处理及应用研究超声波技术是一种非侵入式检测技术，具有高灵敏度、高分辨率、高精度等优点，因此在材料、医疗、环保、冶金、航空等领域广泛应用。
超声波信号处理是指对从超声波检测器得到的原始信号进行数字化采集、滤波、谱分析、成像等算法处理，以提取有效信息的过程。
本文将从基础理论、信号处理方法和应用案例三个方面进行探讨。
一、基础理论超声波是指频率超过20kHz的声波，其波长短，可穿透金属、非金属材料、活体组织等物质，在一定程度上反映了被检测物的物理性质和结构特征。
声波在物体内部进行传播时，受到物体材料密度和弹性模量等因素的影响而发生衰减、散射、反射等现象，造成波形变形和衰减。
因此，对超声波信号进行有效处理，可以提高信号质量，从而为后续的信号分析和成像提供有力的支持。
二、信号处理方法数字化采集：超声波信号一般以电信号的形式被采集和处理。
数字化采集是指将模拟信号通过模拟数字转换器（ADC）转换为数字信号并存储下来的过程。
通常采用高速数据采集卡(DAQ)将模拟信号转换成数字信号，以便后续数字信号处理。
滤波：滤波是超声信号处理的一个重要环节，其主要作用是滤除信号中的噪声、杂波等干扰，从而提高信号的质量和可靠性。
常用的滤波方法包括数字滤波、小波变换滤波、时域和频域联合滤波等。
谱分析：谱分析是指对信号的各个谱成分进行分析和提取的过程。
超声波信号的频谱分析通常采用快速傅里叶变换（FFT）方法，将时域信号转换为频域信号进行分析。
成像：成像是指将信号转化为图像的过程。
超声波成像通常采用B超方式，其基本原理是利用探头向被检测物发出无损的超声波，然后根据超声波在物体内部的反射和散射情况，重构出物体内部结构的图像。
三、应用案例医疗领域：超声波在医疗领域集成了多项创新技术目前已广泛应用于肝脏、心脏、乳腺、脑部等多个医疗领域。
B超检查作为一项局部检查，已广泛应用在医疗领域，因其无创、无辐射、操作简易等特点而受到广泛关注。
材料领域：超声波技术可以被广泛应用于材料的非损伤检测、材料的定量分析等。
高速数据采集卡在船用雷达系统中的应用v3.0分析
高速数据采集卡在船用雷达系统中的应用近年，船舶行业快速发展，特别是国产航母“辽宁号”成功下水之后，我国船舶行业迎来的快速发展的良好时机，相关的配套设备也面临着不断升级的要求，如船用雷达的反映速度应越来越快、目标识别越来越精准。
北京坤驰科技有限公司的ADQ14系列采集卡，因其自身采集速度快、数据处理能力强、可用户定制算法开发等特点赢得了一系列军工用户，近期，其在某船舶研究机构研制的船用雷达系统中，成功担任了的雷达数据采集、传输、处理的核心任务，以下为该系统及ADQ14板卡的应用介绍。
1，船用雷达系统简介该系统与以往的传统雷达系统不同，并非用于单个目标的识别，而是应用判断目标以外的背景信息，实现特定目的的搜索功能。
可以说，识别的范围更广、信息含量更大，所需要处理的数据也更多，采集所需图像的同时，还要精确记录方位、时间等多维信息，整个系统实现难度大、硬件需求高。
这也使得ADQ14板卡在一系列同类板卡中脱颖而出。
具体的高速数据采集相关需求如下：A)采集信号特征：总共4路信号（1）video AD信号，幅度为±5V;（2）trig触发信号，+12V电平信号2200Hz、1200Hz、600Hz （3）BP方位信号，+12V电平信号186Hz;（4）HD正北信号, +7V电平信号0.414Hz。
图1 触发信号与回波视频信号的时序图图2 方位信号与0点信号的时序图B)采集控制设备开机工作后，由触发信号控制开始采集和存储,天线每旋转一圈，会产生1个0点信号（HD）和多个方位信号（BP），在软件上设置任意角度采集，在采集扇角外的区域内，只数字计数，AD不采集。
C)存储需求在以最大采样率来计算数据量，如当采集卡工作在500MS/S 时，需能够实时把数据存储在电脑指定硬盘内。
D)软件需求1、能够设定每次触发后的采集时间；2、能够按要求设定数据存储的格式和类型；3、实时传输数据，传输速率应能满足采集需求；4、能够设置采样频率；5、能够根据用户要求定制采集软件，提供软件代码，以供用户二次开发；E) 逻辑开发2、前端的雷达系统指标：型号：FURUNO-M1945显示器：12.1” LCD天线：4’, 6’可选量程：72海里功率：6kw较高的短程目标探测能力高级的自动增益、调谐、雨雪和海浪抑制模式48rpm高速运行天线真运动方式回波跟踪比较本船和其他船舶的踪迹独特的画面功能能够快速转换到用户自定义的雷达设置图3 接收天线图4 雷达整体接线图3、高速数据采集卡指标如下：A)概述接口形式：USB、 cPCIe/PXIe、PCIe、MTCA-4支持扩展模块：SSD存储模块、触发/定时模块、10Gbit高速光纤以太网传输模块逻辑及软件：FPGA封装大量实时信号处理模块并支持用户开放、内部软件开发工具包(SDK)应用领域：雷达、激光扫描、质谱分析、雷达、超声成像等B）具体参数型号：ADQ14DC-2A-VG-USB规格：2通道，500MS/s,14bit,DC耦合接口形式：USB 3.0 200MB/s输入范围：（VG）:0.5, 1, 2, 5 Vpp连接器：SMA-3dB带宽：250MHz时钟：内/外时钟参考触发：软件、内部触发、外触发输入/输出、电平触发其他：支持GPIO、过压保护FPGA:Xilinx Kintex 7 K325T4、现场测试本着对客户负责的服务精神，在前往客户现场验收测试之前，坤驰科技的相关工程师进行了严格的内部调试与验证，并开发了一些用户用的到的相关应用功能，在确认没有任何问题后，前往用户应用现场进行测试，整个现场验收过程愉快、顺利，无论是产品性能还是坤驰工程师的服务态度都得到了用户极高的评价。
200M高速数据采集卡
1功能简介本采集板卡基于8通道PCI Express接口的,最快的12bit高速数据采集卡。
其数据吞吐量快达1 GB/s (1000 MB/s)，2个同步输入上的采样率为200 MS/s，是许多应用的理想解决方案，包括OCT、雷达、超声波、光谱测定和射频信号记录。
200 MS/s的每通道实时采样率基于PCIe x8总线的1.4 GB/s的数据流量）2通道12位分辨率采样从500 MHz 到1 MHz的外部时钟高达250 MHz的全功率带宽+/- 40 mV至+/- 4 V输入范围60.3 dB信噪比NIST可追踪校准连续流模式存储高达2千兆采样率的双端口存储器触发输入和触发输出连接器半长PCIe x8卡AlazarDSO软件允许快速启动用于 C/C++、C#、VB和LabVIEW的软件开发工具包（SDK）可提供Linux驱动程序本采集板卡集成了8路高速数据采集、2片大规模FPGA、1GB缓存以及USB、VGA、UART等通用接口，可实现对8路信号直接射频采集、存储、预处理或传输。
其主要特点包括：射频/中频输入本板卡具有8路相同且独立的模拟信号输入通道，由SMA接口输入的射频或者中频信号经过信号调理电路注入ADC并转换为数字序列。
输入信号的带宽最大2000MHz。
ADC本板卡兼容两种型号ADC，分别为：ADS5474：分辨力14bit，最高采样率500MSPS；ADS5463：分辨力12bit，最高采样率400MSPS。
ADC采集的高速数据经后级FPGA进行数字处理。
Virtex5 FPGA该板卡包含两片Xilinx Virtex5 FPGA，根据焊装的具体型号不同，单片容量由400万门至1600万门不等。
两片FPGA前后级联，前级FPGA（XC5VSX50T）连接8路高速ADC，适合进行数据处理，外挂1G的DDR2 SDRAM存储器以扩展其存储能力。
后级FPGA（XC5VLX30T）用于外部接口控制。
浅析高速数据采集卡在雷达信号采集和分析中的使用情况
浅析高速数据采集卡在雷达信号采集和分析中的使用情况摘要:随着科技在不断的发展,电力事业也在高速的发展,在当今数据采集信息的时代中,数据采集速率也得到了飞速发展,采用的A/D 采样率已经达到了10GS/s,并且通过了A/D采样在中频对雷达进行信号的安全处理,本文主要对PCI总线技术的数据采集卡,在雷达回波信号的采集和储存中进行详细的分析,全面了解了使用状况。
关键词:高速数据采集卡PCI总线技术雷达信号采集在现代数字化技术发展的进程中,针对现代雷达技术的应用,将信号处理技术作为目标以及识别雷达成像的核心技术,因此,在雷达信号采集中需要对回波信号进行实时的信号采集,然后再计算机信息技术的应用中对数字信号进行处理,了解信号采集的使用状况,因此为了满足雷达试验的要求,在信号采集中需要设计一个雷达信号高速大容量数据采集分析系统,提高触发功能,在硬件和软件的结合使用中,将高速数据采集卡和硬件阵列控制进行有效的组合,最终实现数据的高速采集和使用。
在本文主要是基于PCI总线的双通道数据采集系统中,在利用高速数据采集卡进行实时的雷达信号采集,最终保持将采集到的信号数据做准确的记录,在计算机硬件的使用中,能够为地面非实时成像处理提供有效的应用。
1 PCI总线技术在采用PCI总线技术中,该系统的特点是:小型化、连接方便、操作比简单、记录的时间相对比较长、采样率高、数据传输率高、动态范围大以及在数据信号的采集中使用的是I\Q正交双通道采集的方式,这种采集模式完全符合高速大容量的雷达数据采集要求,能够满足雷达信号采集的使用效率。
2 雷达信号采集系统的工作原理在本文选用的是高速信号采集,其数据采集系统的硬件部分主要是由主机进行控制以及12位、双通道、50 MS/s的采样率数据卡进行的,在数据的采集过程中,通过同轴电缆将接收机I、Q通道的雷达回波信号连接到采集卡的GH1\CH2中,将雷达系统的同步脉冲作为采集卡的外同步信号,这样来控制数据采集的同步进行,在该系统的采集中主要利用的是软件数据控制采集卡正常工作,最终使得数据的采集自动完成,并且将采集到的数据记录在硬盘上,最终生成二进制数据文件,对这些采集的数据进行后期分析。
超声数据采集与处理技术
超声数据采集与处理技术一、前言超声技术具有无创、高分辨率、实时性等优点，被广泛应用于医学影像、工业检测等领域。
有效的超声数据采集和处理技术对于保证超声成像质量、提高诊断精度具有重要作用。
本文将介绍超声数据采集和处理的相关技术和方法。
二、超声数据采集技术超声成像仪通过探头发射超声波，将超声波反射回来的信号转化为电信号，再经过处理形成超声图像。
数据采集是获得电信号的过程，主要包括两部分：探头和数据采集系统。
1.探头探头是超声成像仪用于传输超声波和接收反射信号的设备。
根据探头的结构形式，超声探头可分为线性探头、凸面探头、阵列探头、心脏探头等多种类型。
其中，阵列探头因其可控制的聚焦和波束方向、超声图像构建能力强而广泛应用。
2.数据采集系统超声数据采集系统主要由放大器、模拟/数字转换电路和控制逻辑构成。
放大器主要用于放大探头发出的超声信号；模拟/数字转换电路将模拟信号转化为数字信号；控制逻辑用于控制超声数据采集的开始和结束，以及参数控制等。
三、超声数据处理技术超声数据处理是根据采集到的原始数据，对信号进行滤波、增强、特征提取、图像构建等操作，得到清晰的超声图像，提高诊断精度。
超声数据处理技术主要包括以下几方面：1.滤波超声信号受到多种因素的影响，包括噪声、衰减、散射等。
为了提高信噪比和图像质量，需要对信号进行滤波处理。
常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波、中值滤波、自适应滤波等。
2.增强增强技术可以使得信号的边缘清晰、细节丰富，有利于分割和特征提取。
常用的增强方法包括直方图均衡化、小波变换、差分分析、拉普拉斯增强等。
3.特征提取超声图像中的特征包括回声强度、回声分布、回声形态等。
特征提取技术可以从图像中提取到目标物体的重要特征，有利于图像分割、分类、诊断等。
常用的特征提取方法包括灰度共生矩阵法、灰度直方图法、小波变换等。
4.图像构建图像构建是将信号转化为可视化的超声图像的过程。
常用的构建方法包括B超成像、M型超声成像、彩色多普勒超声成像等。
高速采集卡在RADAR(雷达)中的应用
雷达随着硬件和软件的技术进步，雷达越来越多地应用于商业和军事领域中。
虽然雷达仍然是监测飞机和轮船的关键技术，但微型化和降低成本使该技术进入许多新的应用领域，包括汽车工业，安全，无损检测，气象，考古，采矿和勘测领域。
频谱数字化仪和任意波形发生器是捕获和产生雷达信号的理想工具。
因此，它们可以在雷达系统及其关键部件的开发，测试和操作中发挥重要作用。
频谱数字化仪和任意波形发生器可提供广泛的带宽，采样率和动态范围，以适应雷达测量需求的扩展范围。
当需要较大的动态范围和最高灵敏度时，可以使用高分辨率的14位和16位数字化仪来捕获和分析频率高达250 MHz的信号。
对于更高的频率要求，可以提供高达5 GS/s的采样速率和1.5 GHz 带宽的8位数字化器。
该数字化仪产品还可以与下变频器一起使用，进一步扩展工作频率范围。
每个数字化仪卡可以有1至4个通道（低速卡上为8个通道），最多8个通道与Spectrum的Star-Hub系统连接在一起，从而创建多达32个完全同步通道的仪器。
数字化仪具有大容量板载内存（每卡最多4 GSamples）以及先进的流和读出模式，是捕获长而复杂的雷达脉冲的理想选择。
先进的高速触发，完整的触发时间戳，有助于确保不会错过重要事件和基本雷达参数，例如脉冲重复间隔和频率（PRI和PRF）。
Spectrum公司的的SBench 6软件也可用于查看和限定I和Q信号，以及帮助表征时序问题，例如前沿和后沿脉冲抖动。
典型的雷达应用是多样的，包括空中和海上交通管制，移动目标指示（MTI），二次监视雷达（SSR），多普勒雷达，合成孔径雷达（SAR），相控阵雷达，探地雷达（GPR），电子战，导弹和车辆导航系统，天气雷达，跟踪雷达，测速枪，超视距雷达（OTH），3D 雷达，汽车雷达和测距设备（DME）。
频谱产品功能●14和16位分辨率●采样率高达5 GS / s，带宽超过1.5 GHz●分段内存，FIFO读出●流式数据RAID磁盘阵列高达3 GByte/s●触发器之间的低死区时间(< 80 ns)●采集与生成(连续雷达仿真)匹配卡家庭M4i.44xx：14/16位500 MS / s至130 MS / s数字转换器M4i.22xx：8位1.25 GS / s至5 GS / s数字转换器M2p.59xx：16位20 MS / s至125 MS / s数字转换器M2i.65xx：16位125 MS / s任意波形发生器相关文档高速数据采集卡在雷达信号的采集与分析中的应用笔记使用短占空比，多种调制类型和关键定时的脉冲波形的雷达信号需要提供高带宽，比例采样率，长内存和快速数据传输的测量系统。
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高速数据采集卡在超声检测领域的最新解决方案
高速数据采集卡作为进行相关超声测量的理想工具,在开发、测试、操作超声产品中可以发挥关键作用。
高速数据采集卡和任意波形发生器提供宽范围的带宽、采样率和动态范围，能够完美匹配超声测量的的相关需求。
图1，M4i.4451-x8 14bit 500MS/s PCIe 接口高速数据采集卡采集超声信号
超声应用：
超声波是一种频率超过人耳听觉范围的一种声波。
超声波设备操作频率一般从20 kHz到几GHz不等。
表1总结了一些超声应用的典型频率范围。
每个应用领域的的频率使用范围都反映出工程上的权衡。
增加了操作频率来提高分辨率可实现对较小的工件精确检测，但另一方面，较高频率信号的渗透能力是有限的，超声波应用的常见问题是信号衰减、其与信号频率成反比。
因此,非常高频率往往应用与物体表面研究应用中，相对的低频率往往应用在需要更大的渗透和能量的应用中。
北京坤驰科技有限公司所提供的高速数据采集卡具有较宽动态范围,可以在检测大信号的同时,检测到的小信号，可适应较多的应用场景。
应用举例：
表1：常用超声应用的推荐产品
采样率：
通常高速数据采集卡产品的选择是基于应用使用的频率的，高速数据采集卡的采集速率通常要5到10倍于工程应用频率，也就是需要采集和检测的信号频率。
但在多普勒频移应用中，因其经常需要测量信号的某些特定的小的片段，需要很高时间分辨率，高速数据采集卡的采样率有时需要多达测量频率的10倍以上。
带宽：
高速数据采集卡的带宽应该超过工程应用的最高频率。
工作带宽较低将导致高频频率信号衰减，并可能限制测量的分辨率和准确性。
动态范围：
增加数字转换器的动态范围(位数)可实现小信号的检测。
高分辨率ADC通常提供更好的信噪比，可实现采集卡同时检测大信号和小信号。
这就是为什么应用系统前端通常使用更高分辨率的ADC或信号处理(如平均和过滤)来提高他们的整体测量灵敏度。
其他方面：
高速数据采集卡的输入电路必须与超声传感器的输出阻抗和耦合元件相
匹配。
如坤驰科技公司代理的Spectrum多款高速数据采集卡提供输入路径选项，相关的配置和终端阻抗选择可实现最佳匹配。
针对相应超声信号的特点，高速数据采集卡的采集模式也是要考虑的。
应用中如果有信号突变或超声脉冲，可充分利用高速数据采集卡具备多种采集模式的能力，实现不同突变时间之间最小的空载时间。
另外，高速数据采集卡可提供如数据平均，峰值检测，滤波，快速傅里叶变换（FFT）的信号处理功能。
其中，数据平均和峰值检测通过开发FPGA的内部处理功能实现。
其他的信号处理可通过SBench 6专用软件或第三方软件实现。
一种典型超声应用：
下面的超声波测距仪的相关测量应用过程，说明了可选高速数据采集卡的一些应用特性。
设备传输一波40 kHz，含有5个声脉冲的信号。
测量传感器是一个100Khz带宽的工用麦克风。
麦克风配置一个兆欧姆输入终端,直流耦合。
图2为这次测量应用的软件显示。
图2, 使用高速数据采集卡采集40Khz的超声信号.多个采集过程并实现滤波、平均、FFT处理。
高速数据采集卡被设置为多采集模式。
作为单板工具采集5个超声脉冲。
软件窗口顶端显示了这5个脉冲，每个脉冲的采集时间都被时间戳准确标记，并在软件上进行精确显示具体时间信息。
时间戳的时间标记功能提供了测量脉冲重复周期的一种简单方式，同时，多采集模式也使得对比不同事件的持续脉冲时间、占空因数、空间脉冲长度，振幅和时间变得更为容易。
软件的左上角放大显示了包括目标的衰减反应在内的第一个脉冲信号图像，观察到其后缘不是平的。
右下的FFT处理图显示了采集信号的频谱，除了40kHz主频，还有一个80 kHz的二次谐波和显著的低频率杂散分量。
杂散导致了采集信号的基线上升。
基于这个频谱图，对信号进行了的20 – 50kHz的带通滤波，过滤了导致图像压扁的后缘信号(右上图)。
5个采集脉冲的平均处理显示在左下角的图像中。
每个视图的纵坐标会基于麦克风的灵敏度和读取单元的声音压力(Pascal)进行匹配缩放，这些视图提供采集信号的重要量化信息。
此外,测量信号的频率、最大和最小信号振幅写在对应的“信息”窗口内。
以上，是一个高速数据采集卡在超声领域的简要应用举例。
高速数据采集卡及其配套软件提供大量的测量和分析工具，能够辅助超声应用开发。